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对三维非线性对流扩散问题提出一类适合并行计算的二阶迎风分数步差分格式，采用分数步技术，将三维问题化为连续解3个一维问题计算，利用变分形式、能量方法、差分算子乘积交换性、高阶差分算子的分解、微分方程先验估计的理论和技巧，得到收敛性的最佳阶的误差估计。该方法已成功的应用油资源运移聚集渗流力学数值模拟计算、海水入侵预测和防治的工程实践中。